一种制备发酵专用玉米粉的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备发酵专用玉米粉的方法，属于工业发酵用碳源培养基的生产制备方法领域。
【背景技术】
[0002]目前工业发酵，特别是抗生素发酵，如青霉素、链霉素、林可霉素、红霉素等主要用玉米淀粉和葡萄糖作为培养基的主要碳源，甚至有些抗生素发酵，如麦白霉素等只能利用葡萄糖作为碳源，碳源培养基的成本占抗生素生产成本的45?60%，其中，葡萄糖就占去整个培养基成本的70%左右。因为，葡萄糖是由玉米经过分离胚芽、纤维和蛋白质等制得淀粉，进而再经水解、精制等工艺得到的。降低抗生素生产成本的根本途径有两条:一是选育高产菌株；二是在满足现有菌株正确表达的前提下，尽可能降低原材料成本，而碳源培养基在整个原材料成本中占据较高的份额，因此，开发一种低成本的碳源培养基(发酵专用玉米粉)完全替代葡萄糖是非常有必要的。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种制备发酵专用玉米粉的方法，本发明将酶解技术与螺杆挤压膨化技术充分结合，对玉米粉进行改性，从而制备出一种发酵专用玉米粉。
[0004]本发明不仅解决了工业发酵中碳源发酵培养基成本问题，提高了微生物对培养基的利用效率，而且为解决工业发酵过程中葡萄糖阻遏问题提供了必要的技术基础和理论依据。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种制备发酵专用玉米粉的方法，包括:
[0006]I)取无霉变的玉米颗粒，粉碎过40目网筛，玉米颗粒粉碎后对40目网筛的通过率达到100%，取筛下物，得到玉米粉；
[0007]2)将I)得到的玉米粉与工业酶制剂混合，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化；
[0008]3)干燥步骤2)挤压膨化后的原料，使原料的含水量小于8?12% ;
[0009]4)利用微粉机粉碎3)干燥后的原料，粉碎过程控制温度在80°C以下，得发酵专用玉米粉。
[0010]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0011]进一步，在I)中，所述玉米为非转基因玉米，其蛋白质含量质量分数大于8%，淀粉含量质量分数大于70%。
[0012]进一步，在2)中，所述工业酶制剂为α -淀粉酶和糖化酶，α -淀粉酶的酶活力是4000u/g，每克玉米粉加入10?15u的α -淀粉酶，糖化酶的酶活力是100000u/ml，每克玉米粉加入150?200u的糖化酶。
[0013]采用此步骤的有益效果是根据玉米粉液化-糖化原理，同时依据发酵过程中培养基消毒原则，在制作玉米粉过程中添加α -淀粉酶和糖化酶，依据实验数据通过控制玉米粉水解物葡萄糖值(DE值)确定α-淀粉酶和糖化酶在玉米粉中的添加量，使玉米粉的液化-糖化发生在培养基的消毒过程。玉米粉经液化-糖化后的主要成分是葡萄糖，其次是少量麦芽糖及其它一些二糖、低聚糖等复合糖类。生产菌株再通过自身的糖化酶系统把这些复合糖类转化为葡萄糖，既满足了其正常代谢和合成产物的需要，又解除前期碳分解代谢物的阻遏作用。
[0014]进一步，在2)中，所述挤压膨化的温度为80?150°C，压力为0.8?1.5MPa。
[0015]采用此步骤的有益效果是依据微生物培养基利用原理，增加培养基的水溶性，是提高培养基利用效率的前提。双螺杆挤压膨化技术是工业上常用的生产膨化玉米粉的一种方法，物料在挤压机螺杆的推动下，曲折前进，经过压缩、混合，在摩擦力和推进力的作用下受压变热，玉米粉中积蓄大量的能量，随着压力降低，积蓄的这些巨大能量得以迅速释放，玉米粉中的淀粉被充分糊化，水份迅速蒸发，体积也随之膨胀，水溶性得到很大的提高，大大方便了工业酶制剂的作用，同时也提高了微生物对培养基的利用效率。
[0016]进一步，在3)中，所述干燥采用气流干燥技术，利用60?80°C的干燥空气将原料中的水分带走。
[0017]进一步，在4)中，所述粉碎至玉米粉的粒径为3?5 μπι。
[0018]本发明的有益效果是:
[0019]第一点，本方法工艺简单，操作方便，易于自动化，制造成本低，
[0020]第二点，由本方法制得的发酵专用玉米粉省去了工业发酵企业在使用时的预处理步骤，提高了微生物对玉米粉的利用效率达到约25%，降低生产成本约20%，提高了工业发酵企业的综合经济效益。
【具体实施方式】
[0021]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0022]下面实施例所用α -淀粉酶为上海士锋生物科技有限公司生产并市售的产品，酶活力是4000u/g。
[0023]下面实施例所用糖化酶为邢台万达生物工程有限公司生产并市售的产品，酶活力是 100000u/mlo
[0024]实施例1
[0025]I)取无霉变非转基因的玉米颗粒，其蛋白质含量质量分数大于8%，淀粉含量质量分数大于70%，粉碎过40目网筛，取筛下物，得到玉米粉；
[0026]2)将I)得到的玉米粉与工业酶制剂混合，所述工业酶制剂为α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入1u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入150u的糖化酶，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化，所述挤压膨化的温度为80°C，压力为0.SMPa ;
[0027]3)采用气流干燥技术干燥步骤2)挤压膨化后的原料，利用60°C的干燥空气将原料中的水分带走，使原料的含水量小于8% ;
[0028]4)利用微粉机粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒径为3 μ m，粉碎过程控制温度在80°C以下，得发酵专用玉米粉。
[0029]通过上述步骤所得的发酵专用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 8%，灰分含量< 7%。
[0030]实施例2
[0031]I)取无霉变非转基因的玉米颗粒，其蛋白质含量质量分数大于8%，淀粉含量质量分数大于70%，粉碎过40目网筛，取筛下物，得到玉米粉；
[0032]2)将I)得到的玉米粉与工业酶制剂混合，所述工业酶制剂为α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入12u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入180u的糖化酶，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化，所述挤压膨化的温度为120°C，压力为IMPa ;
[0033]3)采用气流干燥技术干燥步骤2)挤压膨化后的原料，利用70°C的干燥空气将原料中的水分带走，使原料的含水量小于10% ;
[0034]4)利用微粉机粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒径为4 μ m，粉碎过程控制温度在80°C以下，得发酵专用玉米粉。
[0035]通过上述步骤所得的发酵专用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 10%，灰分含量< 7%。
[0036]实施例3
[0037]I)取无霉变非转基因的玉米颗粒，其蛋白质含量质量分数大于8%，淀粉含量质量分数大于70%，粉碎过40目网筛，取筛下物，得到玉米粉；
[0038]2)将I)得到的玉米粉与工业酶制剂混合，所述工业酶制剂为α -淀粉酶和糖化酶，每克玉米粉加入15u的α -淀粉酶，每克玉米粉加入200u的糖化酶，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化，所述挤压膨化的温度为150°C，压力为1.5MPa ;
[0039]3)采用气流干燥技术干燥步骤2)挤压膨化后的原料，利用80°C的干燥空气将原料中的水分带走，使原料的含水量小于12% ;
[0040]4)利用微粉机粉碎3)干燥后的原料，粉碎至玉米粉的粒径为5 μ m，粉碎过程控制温度在80°C以下，得发酵专用玉米粉。
[0041]通过上述步骤所得的发酵专用玉米粉的蛋白含量< 7%，油脂含量多70%，水分含量< 12%，灰分含量< ?%。
[0042]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种制备发酵专用玉米粉的方法，其特征在于，包括: 1)取无霉变的玉米颗粒，粉碎过40目网筛，取筛下物，得到玉米粉； 2)将I)得到的玉米粉与工业酶制剂混合，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化； 3)干燥步骤2)挤压膨化后的原料，使原料的含水量小于8?12%; 4)利用微粉机粉碎3)干燥后的原料，粉碎过程控制温度在80°C以下，得发酵专用玉米粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:在I)中，所述玉米为非转基因玉米，其蛋白质含量质量分数大于8%，淀粉含量质量分数大于70%。
3.根据权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于:在2)中，所述工业酶制剂为α -淀粉酶和糖化酶，α -淀粉酶的酶活力是4000u/g，每克玉米粉加入10?15u的α -淀粉酶，糖化酶的酶活力是100000u/ml，每克玉米粉加入150?200u的糖化酶。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于:在2)中，所述挤压膨化的温度为80?.1500C，压力为 0.8 ?1.5MPa。
5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于:在3)中，所述干燥采用气流干燥技术，利用60?80°C的干燥空气将原料中的水分带走。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于:在4)中，所述粉碎至玉米粉的粒为3?.5 μ m0
【专利摘要】本发明涉及一种制备发酵专用玉米粉的方法，包括：取无霉变的玉米颗粒，粉碎过40目网筛，取筛下物，得到玉米粉；将玉米粉与工业酶制剂混合，混合均匀后送入双螺杆挤压膨化机，挤压膨化；干燥挤压膨化后的原料，使原料的含水量小于8～12％；利用微粉机粉碎干燥后的原料，粉碎过程控制温度在80℃以下，得发酵专用玉米粉。本方法工艺简单，操作方便，易于自动化，制造成本低，由本方法制得的发酵专用玉米粉省去了工业发酵企业在使用时的预处理步骤，提高了微生物对玉米粉的利用效率，提高了工业发酵企业的综合经济效益。
【IPC分类】C12P19-02, C12P19-14, C12P19-20
【公开号】CN104611395
【申请号】CN201510049621
【发明人】岳新建
【申请人】焦作振新培养基技术有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月30日